亲水性膨胀含氟聚合物膜复合材料及其制备方法技术

描述了一种亲水性膨胀含氟聚合物膜，该膜包括涂层，该涂层包括包含非润湿单体和含氟单体的共聚物。在一种实施方式中，所述非润湿单体和含氟单体是交联的。描述了一种蒸发、冷凝和固化包括所述非润湿单体和/或所述含氟单体的一种制剂或多种制剂的方法。在一种实施方式中，所述冷凝的制剂暴露于高能量源例如UV灯，从而例如使所述非润湿单体与所述含氟单体交联。所述涂层可以是可贴合的涂层，并可提供具有高水流动速率的亲水性膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利技术背景专利
本专利技术涉及亲水性的、涂覆的膨胀含氟聚合物膜。 背景膨胀含氟聚合物膜用于许多过滤应用，例如空气和水过滤。大多数膨胀含氟聚合物膜都是疏水性的，并需要对表面进行一些改性或预润湿以用于液体且尤其是水的过滤。膨胀含氟聚合物膜的溶液型涂层要求用溶液润湿该膨胀含氟聚合物膜，且随后干燥以留下足量的涂层或聚合物，从而将该变成亲水性的。聚合物涂层通常包括亲水性聚合物，该聚合物不容易润湿该膨胀含氟聚合物膜的表面。亲水性聚合物的表面能通常比膨胀含氟聚合物膜的表面能高很多，并因此不能均匀的沉积在该表面上。此外，亲水性聚合物涂层会在微结构之间桥接或形成网，这会显著的降低膨胀含氟聚合物膜的透气度。此外，润湿和干燥该膨胀含氟聚合物膜，可能致使当溶剂从表面挥发时膜收缩或塌陷。在大多数情况下，膜结构的收缩或塌陷会致使膜变得更致密并降低透气度。这不是所需的，因为在过滤应用中希望有高透气度。当从溶液中涂覆包括高泡点压力和小孔径的高度原纤化的膨胀含氟聚合物膜时，膜的塌陷或收缩变得甚至更明显，因为它更易于塌陷。用溶液涂覆和干燥时，可导致微结构基本上只包括原纤维的膨胀含氟聚合物膜的透气度下降多达50%。人们需要一种对具有均匀涂层和基本上无塌陷或收缩的膨胀含氟聚合物膜。人们需要一种涂覆具有均匀的、亲水性涂层的膨胀含氟聚合物膜的方法，该涂层不会致使膜塌陷或收缩。
技术实现思路
本专利技术涉及包括膨胀含氟聚合物的制品，该含氟聚合物包括至少一种非润湿亲水性单体和至少一种含氟单体的涂层，以及涉及该制品的制备方法。膨胀含氟聚合物膜可以是膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)膜，且可包括基本上只有原纤维的微结构。该膨胀含氟聚合物膜可包括一种共聚物涂层，所述涂层包括至少一种非润湿单体，和至少一种含氟单体。在一些实施方式中，所述共聚物涂层包括与含氟单体交联的非润湿单体。所述共聚物可包括含一种氟单体，其中所述单体包括，但不限于:氟丙烯酸酯，全氟丙烯酸酯，全氟烷基-2-甲基丙烯酸羟丙酯。所述共聚物可包括羧酸基团，或丙烯酸。所述非润湿单体可包括亲水性单体。所述非润湿单体的表面能至少比膨胀含氟聚合物高5达因/厘米。在一些实施方式中，所述膨胀含氟聚合物膜变成亲水性的，且在一些实施方式中，所述涂层是可贴合(conformable)的涂层。所述涂覆的膨胀含氟聚合物膜的比表面积可以是10m2/g或更大。所述膨胀含氟聚合物膜的厚度可大于20微米，且第一涂覆的表面和第二未涂覆的表面都具有有效数量的涂层，从而第一和第二表面都是亲水性的。膨胀含氟聚合物膜上的共聚物涂层可包括亲水性单体，该单体可与氟丙烯酸酯共聚和交联。在其他实施方式中，所述亲水性单体可通过多官能丙烯酸酯交联至含氟单体。所述共聚物可闪蒸并冷凝到膨胀含氟聚合物膜上，且随后聚合以制备亲水性的膨胀含氟聚合物膜。一种制剂包括高能量源，例如包括，但不限于:uv光，电子束或热，可用于聚合或交联所述共聚物。在一些实施方式中，所述膨胀含氟聚合物膜具有用本文所述的一种或多种制剂涂覆的第一表面和第二表面，以将该膨胀含氟聚合物膜变成亲水性的。在一些实施方式中，所述共聚物只涂覆在所述膨胀含氟聚合物膜的第一表面上。包括至少一种“非润湿亲水性单体”和/或至少一种含氟单体的一种制剂或多种制剂，可涂覆到所述膨胀含氟聚合物的一或两侧。交联单体可以是一种制剂或多种制剂的部分。在一种实施方式中，一种制剂或多种制剂包括至少一种“非润湿亲水性单体”和至少一种含氟单体，以及一种交联单体，可以蒸发并冷凝到膨胀含氟聚合物膜上，且随后暴露于高能量源并交联。在另一种实施方式中，所述含氟单体和非润湿单体可分别从2种不同的制剂蒸发和冷凝到所述膨胀含氟聚合物膜上。在另一种实施方式中，所述制品管、杆或纤维的形式。 附图简述图1A显示了如实施例1中所述的未涂覆的膨胀含氟聚合物膜的表面扫描电子显微图像(SEM)和X —射线光电子能谱(XPS)的结果。图1B显示了实施例1中所述的膨胀含氟聚合物膜的第一表面侧的表面扫描电子显微图像(SEM)和X —射线光电子能谱(XPS)的结果。图1C显示了实施例1中所述的膨胀含氟聚合物膜的第二表面侧的表面扫描电子显微图像(SEM)和X —射线光电子能谱(XPS)的结果。图2A显示了如实施例2中所述的未涂覆的膨胀含氟聚合物膜的表面扫描电子显微图像(SEM)和X —射线光电子能谱(XPS)的结果。图2B显示了实施例2中所述的膨胀含氟聚合物膜的第一表面侧的表面扫描电子显微图像(SEM)和X —射线光电子能谱(XPS)的结果。图2C显示了实施例2中所述的膨胀含氟聚合物膜的第二表面侧的表面扫描电子显微图像(SEM)和X —射线光电子能谱(XPS)的结果。图3A显示了如实施例2所述的膨胀含氟聚合物膜横截面的荧光显微镜图像，其中氟通过白色标示。图4A是真空涂覆室的侧视图。图4B是连续真空涂覆室的侧视图。图5是间歇式真空涂覆室的侧视图。图6是UV固化输送机的侧视图。图7显示了热重分析(TGA)图谱。图8显示了热重分析(TGA)图谱。在图片中不同的视图中，相应的部分具有相应的附图标记。 专利技术详述 说明膨胀含氟聚合物膜如膨胀PTFE本质上是疏水性的，并在水流经之前常常需要改性其表面，或用溶剂预润湿。膨胀含氟聚合物膜可用于许多应用，包括，但不限于:过滤，月艮装和服饰，电线和电缆，以及包括导管的医疗装置。有些应用中如过滤，需要膨胀含氟聚合物膜是亲水性的，且允许水或液体通过以从第一表面到达第二表面。用于使膨胀含氟聚合物膜变成亲水性的常规技术有不足，如降低了厚度或透气度，或者提供的亲水性能不是永久性的。但是，本文所述的涂覆的膨胀含氟聚合物膜包括均匀的涂层，提供很小的透气度损失，在一些实施方式中，还提供永久的亲水性。本文所述的涂层从蒸汽沉积而成，因此比溶液涂覆更能有效的维持厚度和透气度。膨胀含氟聚合物膜的溶液涂覆可导致大量的厚度减小和透气度降低。令人惊讶的发现是，包括含氟单体的制剂可涂覆在膨胀含氟聚合物膜上，从而制备亲水性涂层。我们发现涂层制剂中的含氟单体组分可为膨胀含氟聚合物膜提供更全面的润湿，以及增强所述涂层的均匀性和深度。我们还发现如本文所述，没有含氟单体时，所述亲水性涂层不能有效的吸附至膨胀含氟聚合物膜上，以及在一些实施方式中，无法在所述膨胀含氟聚合物膜的未涂覆侧提供亲水性表面。在一种实施方式中，膨胀含氟聚合物膜可位于真空室中，其中包括涂层制剂的蒸汽沉积到所述膨胀含氟聚合物膜的上面和/或里面。该涂层可应用至第一和/或第二表面，且可以以卷对卷工艺或间歇式工艺，在多个步骤中涂覆。例如，可将一单片材料置于真空室中，且在第一涂覆步骤中涂覆其第一侧，然后在第二涂覆步骤中涂覆其第二侧。在一些情况下，可重新放置所述单片材料，例如在第一和第二涂覆步骤之间进行翻转。膨胀含氟聚合物膜可暴露于高能量源，以在涂覆步骤之间或之后交联所述涂层。当膨胀含氟聚合物膜在多个涂覆步骤中涂覆时，涂层制剂可以在每一步骤中都是相同的，或者在两个或更多个步骤中包括不同的组分。例如，可在第一涂覆步骤中应用第一涂层制剂，以及在第二涂覆步骤中应用第二涂层制剂。此外，第一涂层制剂可包括含氟单体，以及第二涂层制剂可包括非润湿亲水性单体。在多个步骤中用制剂涂覆之后，膨胀含氟聚合物膜可暴露于高能量源。一卷膨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，其包括：a.膨胀含氟聚合物；b.在所述膨胀含氟聚合物上的涂层，其中所述涂层包括共聚物，该共聚物由至少一种非润湿亲水性单体与至少一种含氟单体的聚合来形成，从而形成在所述膨胀含氟聚合物上的所述涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.29 US 13/172,0811.一种制品，其包括: a.膨胀含氟聚合物； b.在所述膨胀含氟聚合物上的涂层，其中所述涂层包括共聚物，该共聚物由至少一种非润湿亲水性单体与至少一种含氟单体的聚合来形成，从而形成在所述膨胀含氟聚合物上的所述涂层。2.如权利要求1所述的制品，其中，所述膨胀含氟聚合物是膨胀PTFE。3.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括氟丙烯酸酯。4.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括全氟丙烯酸酯。5.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括全氟烷基-2-甲基丙烯酸羟丙酯。6.如权利要求1所述的制品，其中，所述非润湿单体包括亲水性单体。7.如权利要求1所述的制品，其中，所述制品是亲水性的。8.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括羧酸基团。9.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括丙烯酸共聚物。10.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括非润湿单体，所述非润湿单体的表面能比所述膨胀含氟聚合物高至少5达因/厘米。11.如权利要求1所述的制品，其中，所述涂层是可贴合的涂层。12.如权利要求3所述的制品，其中，所述亲水性单体与氟丙烯酸酯单体共聚和交联。13.如权利要求12所述的制品，其中，所述亲水性单体通过多官能丙烯酸酯与所述含氟单体交联。14.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括羟基基团。15.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括氨基基团。16.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括膦酸基团。17.如权利要求1所述的制品，其中，所述共聚物包括磺酸基团。18.如权利要求1所述的制品，其中，所述制品的BET表面积大于10平方米/克。19.如权利要求1所述的制品，其中，所述膨胀含氟聚合物是具有第一表面和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·G·迈克尔，A·J·拉伯伊，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，
类型：
国别省市：